O uso de materiais poliméricos vem conquistando, com o passar dos anos, novos campos de aplicações, e substituindo com sucesso muitos componentes que tradicionalmente eram fabricados em materiais metálicos. Os aços AISI P20, DIN 1.2738 e DIN 1.2711 são utilizados na manufatura de moldes para plásticos não clorados, em que a usinagem é o item mais oneroso em seu custo total, uma vez que grande quantidade de material é removida na forma de cavacos para sua fabricação. A dureza do aço é a propriedade mais especificada nessas aplicações, em que se destacam duas famílias de produtos: 30 e 40 HRC. Moldes com 40 HRC são utilizados quando se desejam alto grau de polibilidade e resistência ao desgaste abrasivo, porém sua usinagem é difícil e onerosa. Portanto, o objetivo do presente trabalho é estudar o desenvolvimento de um aço para moldes plásticos de 40 HRC com elevada usinabilidade, sem perdas em sua polibilidade. Foram fundidas ligas com variações composicionais em escala laboratorial e forjadas em condições industriais. Esses materiais foram caracterizados em relação à temperabilidade, resposta ao tratamento térmico, propriedades mecânicas, avaliação microestrutural pelas técnicas de MO e MEV, e analisadas suas soldabilidade e usinabilidade. Baseado nos resultados obtidos foi produzido um lingote industrial de 33 t, que originou um bloco forjado de grandes dimensões (900 mm x 1.000 mm x 3.000 mm). Tanto em escala piloto quanto na industrial, o aço apresenta elevada temperabilidade e boa homogeneidade microestrutural e de dureza. Sua usinabilidade em fresamento é superior a do aço DIN 1.2711 e, ainda assim, mantém elevado nível de polibilidade e boa resposta à texturização. As vantagens do aço proposto em relação ao de norma alemã são: o menor teor de carbono (0,26%) que reduz o nível de segregação do material, favorecendo uma microestrutura homogênea; o tratamento de micro-inclusões com Ca-Si, que contribui com uma boa usinagem, e o baixo teor de Ni em sua composição diminuindo o custo da matéria prima.

A fabricação de um molde de injeção ou matriz nos dias de hoje é uma tarefa que exige da cadeia de produção, desde o fabricante do aço ferramenta ao polidor do molde, um alinhamento de conceitos e uma integração cada vez maior, no que diz respeito ao controle de inclusões durante a fabricação do aço ferramenta, ao processo de abertura da cavidade por fresamento ou microfresamento, até o próprio processo de polimento e os requisitos de acabamento superficial a serem alcançados. O objetivo deste trabalho é descrever a influência de variações metalúrgicas, como carbonitretos de titânio e sulfetos de manganês, sobre a usinagem com ferramentas convencionais e microferramentas no processo de fresamento. Além disso, o processo de polimento é analisado tendo como entradas as mesmas variações metalúrgicas e também sob o efeito de diferentes condições de usinagem das etapas anteriores. Com a finalidade de aprimorar a fabricação de moldes e matrizes, este trabalho apresenta uma revisão sobre a influência dos elementos de liga sobre a usinabilidade e polibilidade de aços ferramenta, e estudos práticos sobre a influência das variações metalúrgicas sobre a usinabilidade, microusinabilidade e polibilidade. Além disso, variações nos parâmetros de usinagem e no estado de desgaste das ferramentas de corte são analisados nos processos de desbaste e acabamento. Nestas análises são considerados os esforços de corte, o acabamento e a integridade superficial e como estes influenciam no processo de polimento. Por sua vez, as superfícies usinadas resultantes do processo de polimento são caracterizadas por uma ampla gama de parâmetros de rugosidade. Foram conduzidas análises práticas sobre fresamento, torneamento e microfresamento em centros de usinagem. Foram construídos para análises de desgaste e polimento, um tribômetro tipo pino-sobre-disco e uma politriz automática, respectivamente. Como resultados, esta tese apresenta um conjunto de requisitos metalúrgicos e de processo visando a obtenção de uma solução de compromisso entre usinabilidade e polibilidade em aços ferramenta utilizados na confecção de moldes e matrizes.

O presente trabalho analisa as propriedades metalúrgicas de aços ligados para a fabricação de moldes e os seus reflexos na usinabilidade. Os aços em questão são: ISO P20, ISO P50 e ISO P100. Os parâmetros de usinabilidade estudados são: vida de ferramenta com passadas retilíneas, vida de ferramenta por meio de abertura de cavidade, força de corte, avaliação do cavaco e acabamento superficial. Para uma mesma condição de corte, o aço ISO P50 destaca-se no parâmetro de vida de ferramenta. Isto se deve a adição de cálcio, que refina os grãos, e à ausência de cromo em sua composição. O ISO P20, o aço mais tradicional nas ferramentarias, possui cromo em sua liga que, por ser abrasivo à ferramenta de corte prejudicou o resultado da vida de ferramenta. O ISO P100 apresenta carbonitretos em sua liga, elementos altamente duros e abrasivos, porém com pouca tensão residual. A tarefa de seleção do aço não é fácil. Para lançamentos de novos produtos, onde o tempo de lançamento é fundamental, o uso do aço ISO P50, embora custando em média o dobro que o ISO P20, deve ser levado em conta. Para moldes onde há muitos furos e/ou tolerâncias pequenas, o uso do ISO P100 pode ser necessário. Para o caso de produtos já em linha, e que existe a necessidade de substituição de um molde em funcionamento e a um maior tempo de planejamento, o ISO P20 ainda mantém o melhor custo benefício.

O propósito desse trabalho foi o de produzir lentes biconvexas pelo processo de injeção para serem utilizadas no ensino de óptica geométrica e de ciências nos níveis fundamental e médio. A importância de tal trabalho se justifica na carência de material experimental didático produzido no mercado nacional. Para atingir os objetivos propostos, foi necessário estudar o processo de injeção de termoplásticos e adequá-lo à produção de um componente óptico. No desenvolvimento do trabalho, foi projetado e confeccionado um molde para injeção das lentes, segundo especificações técnicas e apoiado em resultados obtidos através de simulações numéricas. Após a realização de testes de injeção, seguiu-se a caracterização das lentes obtidas através de parâmetros ópticos: transparência, birrefrigência, índice de refração, distância focal, raio de curvatura e FTM / The purpose of this work was the development and production of acrylic biconvex lens by injection process to be used in optical and science teaching at elementary and high schools. The importance of such work is based in the deficiency of experimental didactic material made in Brazil. In order to achieve the intended objective it was necessary to study the thermoplastic injection process and adapt it to the fabrication of an optical element. During the development of the work a mold was designed and constructed in according to technical specifications and based on results of numerical simulations. After the injection tests the lens were characterized by theirs optical parameters: transparency, birefringence, refraction index, focal distance, curvature radius and MFT

O propósito desse trabalho foi o de produzir lentes biconvexas pelo processo de injeção para serem utilizadas no ensino de óptica geométrica e de ciências nos níveis fundamental e médio. A importância de tal trabalho se justifica na carência de material experimental didático produzido no mercado nacional. Para atingir os objetivos propostos, foi necessário estudar o processo de injeção de termoplásticos e adequá-lo à produção de um componente óptico. No desenvolvimento do trabalho, foi projetado e confeccionado um molde para injeção das lentes, segundo especificações técnicas e apoiado em resultados obtidos através de simulações numéricas. Após a realização de testes de injeção, seguiu-se a caracterização das lentes obtidas através de parâmetros ópticos: transparência, birrefrigência, índice de refração, distância focal, raio de curvatura e FTM / The purpose of this work was the development and production of acrylic biconvex lens by injection process to be used in optical and science teaching at elementary and high schools. The importance of such work is based in the deficiency of experimental didactic material made in Brazil. In order to achieve the intended objective it was necessary to study the thermoplastic injection process and adapt it to the fabrication of an optical element. During the development of the work a mold was designed and constructed in according to technical specifications and based on results of numerical simulations. After the injection tests the lens were characterized by theirs optical parameters: transparency, birefringence, refraction index, focal distance, curvature radius and MFT